Патент на изобретение №2186968
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ПРИВОД
(57) Реферат: Изобретение относится к силовым импульсным системам и предназначено для создания бурильных установок, отбойных молотков, гидроударников проходческих и очистных машин, используемых в горнорудной и угольной промышленности. Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении герметичности клапанного распределителя и надежности гидропневматического привода за счет использования в уплотнительном соединении упругих элементов (двух оболочечных и одного уплотнительного) и установки клапана в индивидуальном канале, несоосном со штоком. Гидропневматический импульсный привод содержит цилиндр, газовую, взводящую и сообщенную через внешний распределитель с напорной и сливной магистралями доклапанную полости, образованные размещенными в цилиндре поршнем со штоком, охваченным втулкой, в которой выполнена тормозная полость, и клапанный распределитель с седлом и запирающим элементом, установленным с возможностью сообщения взводящей полости со сливом. Седло выполнено с конической поверхностью контакта. Клапанный распределитель расположен в канале, выполненном под углом к оси цилиндра. Его запирающий элемент выполнен с осевым каналом, в котором размещен обратный клапан, и с уплотнительным элементом, заключенным в полость, образованную его жесткой частью и упругими оболочечными элементами, установленными с возможностью контактирования с седлом. 2 ил. Изобретение относится к силовым импульсным системам и предназначено для создания бурильных установок, отбойных молотков, гидроударников, проходческих и очистных машин, используемых в горнорудной и угольной промышленности. Известен гидропневматический привод, включающий цилиндр с газовой и жидкостными полостями, поршень со штоком и распределитель с клапаном [1]. Указанный привод не обеспечивает достаточной надежности в условиях воздействия высокого давления среды. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является гидропневматический привод, содержащий цилиндр, переднюю и заднюю крышку, поршень с гидрозамком, шток, клапан со спиральными каналами и коническим седлом, образующие при сборке газовые и жидкостные полости [2]. Недостатком прототипа является низкая герметичность клапанного распределителя, поскольку контакт металла по металлу (клапана и седла) не обеспечивает полной герметизации из-за технологической сложности получения единой линии контакта, неравномерного износа участков поверхности, возможности поворота клапана вокруг оси в процессе эксплуатации, наличие утечки части жидкости через конструктивный зазор между клапаном и штоком в период соединения доклапанной полости со сливом. В результате утечек понижается начальное давление в газовой полости, что снижает энергию удара. Нарушение соосности клапана и штока приводит к интенсивному износу клапана по поверхности, задирам, снижению работоспособности и его заклиниванию. Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении герметичности клапанного распределителя и надежности гидропневматического привода за счет использования в уплотнительном соединении упругих элементов (двух оболочечных и одного уплотнительного) и установки клапана в индивидуальном канале, несоосном со штоком. Это достигается тем, что в гидропневмоприводе, содержащем цилиндр, газовую, взводящую и сообщенную через внешний распределитель с напорной и сливной магистралями доклапанную полость, образованные размещенными в цилиндре поршнем со штоком, охваченным втулкой, в которой выполнена тормозная полость, и клапанный распределитель с седлом и запирающим элементом, установленным с возможностью сообщения взводящей полости со сливом, седло выполнено с конической поверхностью контакта, клапанный распределитель расположен в канале, выполненном под углом к оси цилиндра, его запирающий элемент выполнен с осевым каналом, в котором размещен обратный клапан, и с уплотнительным элементом, заключенным в полость, образованную его жесткой частью и упругими оболочечными элементами, установленными с возможностью контактирования с седлом. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображен гидропневматический привод, на фиг.2 изображен клапан. Гидропневматический привод состоит из цилиндра 1, в котором расположен поршень 2, имеющий возможность перемещаться в осевом направлении. К поршню 2 жестко закреплен шток 5, охваченный втулкой 3, в которой выполнена тормозная полость 4. В канале, выполненном под углом к оси цилиндра, размещено седло 6 с запирающим элементом клапанного распределителя 7, оснащенным уплотнительным 10 и упругими оболочечными 8 и 9 элементами. В осевом канале запирающего элемента клапанного распределителя 7 размещен обратный клапан 11. Цилиндр 1 в совокупности с поршнем 2 образуют газовую 13 и взводящую 14 полости, а с запирающим элементом клапанного распределителя 7 – доклапанную полость 12, которая периодически сообщается с напорной и сливной магистралью посредством внешнего распределителя. Обратный клапан 11 обеспечивает свободное движение жидкости из доклапанной полости 12 во взводящую полость 14 и препятствует движению жидкости в обратном направлении. Устройство работает следующим образом. Рабочая жидкость под давлением поступает от насоса через внешний распределитель поступает в доклапанную полость 12. Под действием давления жидкости запирающий элемент клапанного распределителя 7 закрывается, а обратный клапан 11 открывается, и жидкость поступает во взводящую полость 14. Под действием жидкости поршень 2 со штоком 5 перемещается в направлении газовой полости 13, в которой происходит сжатие газа, то есть накопление энергии для рабочего хода. В момент соприкосновения запирающего элемента клапанного распределителя 7 с седлом 6 первыми вступают в контакт упругий оболочечный элемент 8 или 9, в зависимости от точности изготовления профиля седла. Под действием скоростного потока жидкости происходит упругая деформация тонкостенного 8 или 9 и уплотнительного 10 элементов, компенсирующая погрешности формы и расположения конической поверхности контакта 13. При этом уплотнительный элемент 10 несколько выдавливается в кольцевой зазор 15, образуемый упругими элементами, и вступает в контакт с седлом 6. В результате действия рабочей жидкости на запирающий элемент клапанного распределителя 7 упругие оболочечные элементы 8 и 9 способствуют лучшему заполнению микронеровностей конической поверхности контакта 13 уплотнительным элементом 10 и улучшению герметизации. Силы, действующие на поршень 2, при завершении взвода уравновешиваются, и он останавливается. Затем переключается внешний распределитель, и доклапанная полость 12 сообщается со сливной магистралью. Под действием давления жидкости во взводящей полости 14 обратный клапан 11 закрывается, а запирающий элемент клапанного распределителя 7 открывается, сообщая полость со сливом. Давление жидкости во взводящей полости 14 падает до минимума, близкому к нулю. Поршень 2 со штоком 5 под действием давления газа, расширяющегося в полости 13, совершает рабочий ход (на фиг.1 вправо) и вытесняет жидкость из взводящей полости 14 в сливную магистраль. После завершения рабочего хода внешний распределитель переключается и сообщает доклапанную полость 12 с напорной магистралью. Цикл повторяется. Использование в гидропневматическом приводе клапана с уплотнительным элементом и упругими оболочечными элементами позволяет уменьшить ударную нагрузку в месте контакта клапана с седлом, снизить требования к точности изготовления геометрической формы поверхности контакта седла и клапана, снизить износ клапанного распределителя, продлить срок службы гидропневмопривода. Использование данной конструкции клапанного распределителя повышает его надежность и долговечность, а также эффективность работы гидропневмопривода. Источники информации 1. А. С. 889838 Гидравлическое устройство ударного действия. 2. А. С. 444878 Гидропневматический привод (прототип). Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 14.11.2002
Номер и год публикации бюллетеня: 20-2004
Извещение опубликовано: 20.07.2004
|
||||||||||||||||||||||||||
